Bancos Genomicos

Utilización de los bancos de ADN

Las técnicas moleculares se están volviendo cada vez más importantes en el estudio y el manejo de los recursos genéticos. Se ha extraído y almacenado ADN de los núcleos, mitocondrios y cloroplastos de muchas especies vegetales, al igual que derivados como el ARN, el ADNc y los genes. Existen tecnologías que permiten almacenar todos estos materiales de forma rápida y a bajo costo en los bancos de ADN, para que sirvan como póliza de seguro contra la pérdida de diversidad genética. El almacenamiento de ADN hasta ahora se ha realizado con propósitos distintos a los de la conservación, generalmente para que los materiales genéticos sean fácilmente accesibles y puedan utilizarse ya sea en aplicaciones moleculares o en la distribución y la capacitación.

En la actualidad, los bancos de ADN se pueden considerar un medio de conservación complementario. El almacenamiento de ADN es de particular utilidad en aquellas especies que no pueden ser conservadas en los bancos tradicionales de semilla o de campo, ni tampoco in situ, debido a los grandes riesgos presentes en las zonas de donde provienen. Si bien hasta la fecha no se han presentado casos en los que se han establecido bancos de ADN específicamente para remplazar los métodos tradicionales que se usan para conservar los recursos genéticos, el potencial del almacenamiento de ADN es prometedor debido al pequeño tamaño de muestra requerido para almacenar la información genética y a la estabilidad del ADN cuando se almacena en frío. No obstante, el uso de estos bancos en la conservación es limitado, dado que no es posible recuperar los genotipos originales ni reconstituir plantas completas directamente del ADN. Para lograr esto, primero es necesario introducir artificialmente, mediante la transformación o la transducción de plásmidos o liposomas, el material genético en las células somáticas, que entonces se pueden cultivar in vitro para producir plantas completas.

El campo de la biología molecular avanza rápidamente. A medida que se vayan generando técnicas nuevas, es probable que los bancos de ADN se conviertan en una opción más viable para conservar la diversidad genética de los cultivos. Para más información sobre las opciones para la conservación en bancos de ADN, vea Bancos de ADN.

Un banco de ADN. (Foto: Bioversity/ILRI, con permiso del banco RDA del Centro Nacional de Agrobiodiversidad, Suwon, República de Corea)

Pomos utilizados para almacenar muestras de ADN a baja temperatura. (Foto: Bioversity/ILRI, con permiso del banco RDA del Centro Nacional de Agrobiodiversidad, Suwon, República de Corea)

Ventajas

El almacenamiento en bancos de ADN es un método eficiente, sencillo y de largo plazo para conservar información genética.

Desventajas

El aislamiento de genes, la clonación y la transferencia subsecuente de ADN a una planta presentan problemas que no permiten regenerar el mismo genotipo de la muestra original.

Consideraciones prácticas

Estrategia de almacenamiento

La decisión acerca de qué almacenar y por cuánto tiempo almacenarlo es una consideración importante que determina el tamaño de la muestra, la capacidad del banco, la preparación de las muestras y la documentación. Las necesidades a largo plazo, junto con el volumen y el número de muestras que se proyecta almacenar, determinarán la organización y el diseño del almacén. La Sociedad Internacional de Depósitos Biológicos y Ambientales (ISBER) ha creado un conjunto de las mejores prácticas existentes para manejar las muestras biológicas utilizadas en la investigación, que proporciona lineamientos útiles para los bancos de ADN; véalo en http://www.isber.org/Pubs/BestPractices2008.pdf. Aunque ciertos aspectos específicos de estos lineamientos varían según el tipo de muestra biológica, muchas de las recomendaciones del ISBER respecto a la selección del lugar, el diseño del almacén, y la mitigación y documentación de riesgos son semejantes a las mejores prácticas aplicadas en los bancos de germoplasma.

Procesamiento de las muestras

El ADN que se conserva en un banco: (1) se almacena dentro de células para después extraerlo cuando se saca del almacenamiento, o (2) se extrae de las células y se purifica antes de almacenarlo. La calidad del ADN se expresa en términos del rendimiento, pureza, peso molecular, eficiencia de amplificación y autenticidad de las secuencias. La calidad del ADN extraído de especímenes vegetales depende de la condición en que se encuentra el espécimen antes de ser almacenado, el ambiente del almacén y cuánto tiempo permanece almacenado el ADN. Un secado rápido de las muestras vegetales con gel de sílice o mediante la liofilización ayuda a conservar el ADN. También es posible congelar las muestras, pero en ese caso, el ADN debe ser extraído inmediatamente después de que las muestras son sacadas del congelador, utilizando protocolos que inhiben la actividad de la nucleasa. Es fundamental utilizar métodos de extracción con limpieza y cuidado durante el procesamiento. Como parte del proceso de control de calidad, los bancos de ADN deben decidir quién es el responsable de extraer el ADN que se almacenará, si la persona que recolectó la muestra o el encargado del banco.

El almacenamiento

Una vez extraído, el ADN es una biomolécula estable, aunque se puede degradar fácilmente durante la extracción y el almacenamiento. Su calidad disminuye en pocos días en muestras hidratadas que son mantenidas a temperatura ambiente o en un refrigerador. Si la muestra se seca o se almacena en un congelador o en nitrógeno líquido, esto conserva mejor el tamaño molecular del ADN. No obstante, lo mejor es conservar el ADN en una forma que se aproxima a su estado original y, por esta razón, la mayoría de los bancos de ADN almacenan células o tejidos, y extraen el ADN a solicitud.

Existe poca información acerca de la estabilidad a largo plazo del ADN que es extraído y luego almacenado en un congelador, pero la mayoría de los depósitos hacen un cálculo realista de que puede permanecer estable desde varios años hasta varias décadas. Existen datos sobre la estabilidad del ADN purificado y disuelto en una solución amortiguadora que sugieren que el tamaño global del fragmento disminuye con el tiempo, y que la utilidad del espécimen para los ensayos con la PCR puede prolongarse 1 ó 2 años si se le almacena a 4 °C, entre 4 y 7 años si se le almacena a -18°C y más de 4 años si se le almacena a -80°C (Madisen et al. 1987; Visvikis et al. 1998). La temperatura a la que se almacena el espécimen generalmente depende del grado de humedad de la muestra.

Se ha propuesto que es posible mantener muestras repetidas de ADN a -20°C

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